建筑材料课件八

第六章

混凝土及砂浆

混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。土木建筑工程对混凝土质量的基本要求是：具有符合设计要求的强度；具有与施工条件相适应的和易性；具有与工程环境相适应的耐久性。材料组成经济合理、生产制作节约能源。

第一节普通混凝土的组成材料

普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。1.水泥

水泥是混凝土中最重要的组分。水泥品种的选择，应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择。水泥强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应。经验证明，配制C30以下的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.1～1.8倍，配制Ｃ40以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.0～1.5倍，同时宜掺入高效减水剂。2.细骨料由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75ｍｍ的岩石颗粒（砂）称为细骨料。混凝土用砂的质量技术要求分述如下。2.1砂的粗细程度与颗粒级配砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。

砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。因此，在拌制混凝土时，砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实度与强度。砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15㎜的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余百分率Ａi（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。细度模数的计算公式为：式中 ai-----分计筛余百分率，即该号筛的筛余量除以试样总量；Ａi---累计筛余百分率，即该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。细度模数（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般为3.7～0.7，其中Ｍx在3.7～3.１为粗砂，Ｍx在３.0～2.3为中砂，Ｍx在2.2～1.6为细砂，Ｍx在1.5～0.7为特细砂。普通混凝土用砂的细度模数一般.在2.2～3.2之间较为适宜。国家规范将细度模数为3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60㎜筛孔的累计筛余量分成三个级配区，如表4-1所示及图4-1所示。普通混凝土用砂的筛分曲线必须包容在三个级配曲线区域中的任一个区域以内。图6-3砂的1、2、3级配区曲线砂按技术要求分为三类：I类宜用于强度等级>C60的混凝土II类宜用于强度等级C30~C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土；III类宜用于强度等级<C30的混凝土和建筑砂浆2.2砂中有害杂质的含量为保证混凝土的质量，砂中有害杂质的含量，应符合国家技术规范的规定。见下表。砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中含有的活性氧化硅，能与水泥中的碱分（Ｋ2Ｏ及Ｎａ2Ｏ）起作用，产生碱骨料反应，使混凝土发生膨胀开裂。3.粗骨料粒径大于4.75ｍｍ的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技术要求：3.1最大粒径、颗粒级配（1）石子最大粒径（Dmax）

石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。然而石子最大粒径（Dmax）过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。根据我国钢筋混凝土施工规范规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面的短边长度的１／４；不得大于钢筋最小净距的３／４。另外还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。（2）颗粒级配粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用2.36、4.75、9.5、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90ｍｍ等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析现象，导致施工困难。石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、卵石的颗粒级配规格见表6-5(P59)。3.2粗骨料的强度及坚固性（1）粗骨料的强度粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标来表示。岩石立方强度试验，是用母岩制成5×5×5㎝立方体，或直径与高度均为5㎝的圆柱体试样，浸泡水中４８ｈ，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于1.5。压碎三指标是将三一定三重量三气干三状态三下1三0～三20三ｍｍ三的石三子装三入一三定规三格的三金属三圆桶三内，三在试三验机三上施三加荷三载到20三0ｋ三Ｎ，三卸荷三后称三取试三样质三量（三ｍ0），三再用三孔径三为2三.3三6ｍ三ｍ的三筛子三筛除三被压三碎的三细粒三，称三取试三样的三筛余三量（m1），用下三式计三算压三碎指三标：式中δa--三--三--三--三-压碎三指标三值，三%；ｍ0--三--三--三--三试样三质量三，g；m1--三--三--三--压碎三试验三后试三样的三筛余三量，g。压碎三指标三值越三小，三骨料三的强三度越三高。（2三）骨三料的三坚固三性骨料三的坚三固性三是指三在气三候、三外力三和其三他物三理力三学因三素作三用（三如冻三融循三环作三用）三下骨三料抗三碎裂三的能三力。三坚固三性试三验是三用硫三酸钠三溶液三法检三验，三试样三经五三次干三湿循三环后三，其三质量三损失三应不三超过三规范三的规三定。3.三3有三害杂三质粗骨三料中三的有三害杂三质主三要有三：粘三土、三淤泥三及细三屑；三硫酸三盐及三硫化三物；三有机三物质三；蛋三白石三及其三他含三有活三性氧三化硅三的岩三石颗三粒等三。它三们的三危害三作用三与在三细骨三料中三相同三。各三种有三害杂三质的三含量三都不三应超三出规三范的三规定三。粗骨三料中三的针三状（三颗粒三长轴三长度三大于三平均三粒径三的２三～４三倍）三和片三状（三厚度三小于三平均三粒径三的0三.4三倍）三颗粒三，不三仅影三响混三凝土三的和三易性三，而三且会三使混三凝土三的强三度降三低。三骨料三中针三状颗三粒含三量，三应符三合规三范中三的规三定。水泥三混凝三土用三粗骨三料中三有害三杂质三的含三量，三应符三合GB三/T三14三68三5-三20三01的规三定，三见表三6-三43.三4骨三料的三饱和三面干三吸水三率骨料三的几三种含三水状三态如三图所三示。（ａ三）全三干状三态，三（三ｂ）三气干三状态三；（c）饱和三面干三状态三（ｄ三）湿三润状三态骨料三的含三水状三况除三不含三水分三的绝三干状三态以三外，三还有三含与三大气三湿度三平衡三的水三分时三的气三干状三态；三颗粒三表面三干燥三，而三颗粒三内部三的孔三隙含三水饱三和的三饱和三面干三状态三；颗三粒表三面吸三附了三水的三润湿三状态三。骨料三在饱三和面三干状三态时三的含三水率三，称三为饱三和面三干吸三水率三。当拌三制混三凝土三时，三由于三骨料三含水三量的三不同三，将三影响三混凝三土的三用水三量和三骨料三用量三。计三算混三凝土三中各三项材三料的三配合三比时三，一三般以三干燥三骨料三为基三准，三而一三些大三型水三利工三程常三以饱三和面三干的三骨料三为准三。砂石三骨料三的这三一特三性，三在设三计和三称料三拌合三混凝三土中三应加三以注三意，三并作三相应三调整三。如三配合三比设三计是三以干三骨料三作基三准的三，确三定用三水量三时应三考虑三补充三干骨三料的三吸水三；当三骨料三是润三湿态三时，三确定三用水三量时三又应三考虑三扣除三骨料三的表三面水三。4.三混凝三土拌三合及三养护三用水在拌三制和三养护三混凝三土用三的水三中，三不得三含有三影响三水泥三正常三凝结三与硬三化的三有害三杂质三，如三油脂三、糖三类等三。凡三是能三饮用三的自三来水三和清三洁的三天然三水，三都能三用来三拌制三和养三护混三凝土三。污三水、PH值小三于４三的酸三性水三、含三硫酸三盐（三按Ｓ三Ｏ3计）三超过三水重三１％三的水三均不三得使三用，三在对三水质三有疑三问时三可将三该水三与洁三净水三分别三制成三混凝三土试三块，三然后三进行三强度三对比三试验三，如三果用三该水三制成三的试三块强三度不三低于三洁净三水制三成的三试块三强度三，就三可用三此水三来拌三制混三凝土三。海三水中三含有三硫酸三盐、三镁盐三和氯三化物三，对三水泥三石有三侵蚀三作用三，对三钢筋三也会三造成三锈蚀三，因三此一三般不三得用三海水三拌制三混凝三土。第二三节.三普三通混三凝土三的主三要技三术性三质混凝三土在三未凝三结硬三化以三前，称为三混凝三土拌三合物三。它必三须具三有良三好的三和易三性，三便于三施工三，以三保证三能获三得良三好的三浇灌三质量三；混三凝土三拌合三物凝三结硬三化以三后，三应具三有足三够的三强度三，以三保证三建筑三物能三安全三地承三受设三计荷三载；三并应三具有三必要三的耐三久性1.三混凝三土拌三合物三的和三易性1.三1.三和三易性三的概三念和易三性是指三混凝三土拌三合物三易于三施工三操作三（拌三合、三运输三、浇三灌、三捣实三）并三能获三致质三量均三匀、三成型三密实三的性三能。三和易三性是三一项三综合三的技三术性三质，三包括三有流三动性三、粘三聚性三和保三水性三等三三方面三的含三义。流动三性是指三混凝三土拌三合物三在本三身自三重或三施工三机械三振捣三的作三用下三，能三产生三流动三，并三均匀三密实三地填三满模三板的三性能三。流三动性三的大三小取三决于三混凝三土拌三合物三中用三水量三或水三泥浆三含量三的多三少。粘聚三性是指三混凝三土拌三合物三在施三工过三程中三其组三成材三料之三间有三一定三的粘三聚力三，不三致产三生分三层和三离析三的性三能。三粘聚三性的三大小三主要三取决三于细三骨料三的用三量以三及水三泥浆三的稠三度等三。保水三性是指三混凝三土拌三合物三在施三工过三程中三，具三有一三定的三保水三能力三，不三致产三生严三重泌三水的三性能三。保三水性三差的三混凝三土拌三合物三，由三于水三分分三泌出三来会三形成三容易三透水三的孔三隙，三从而三降低三混凝三土的三密实三性。1.三2.三和三易性三测定三及评三价指三标目前三，尚三没有三能够三全面三反映三混凝三土拌三合物三和易三性的三测定三方法三。在三工地三和试三验室三，通三常是三测定三拌合三物的三流动三性，三并辅三以直三观经三验评三定粘三聚性三和保三水性三。（１三）坍三落筒三法将混三凝土三拌合三物按三规定三方法三装入三标准三圆锥三筒中三，逐三层插三捣并三装满三刮平三后，三垂直三提起三圆锥三筒，三混凝三土拌三合物三由于三自重三将会三向下三坍落三。量三测坍三落的三高度三（以三毫米三计）三，即三为坍三落度三。坍三落度三越大三，则三混凝三土拌三合物三的流三动性三越大三。在做三坍落三度试三验的三同时三，应三观察三混凝三土拌三合物三的粘三聚性三、保三水性三及含三砂等三情况三，以三更全三面地三评定三混凝三土拌三合物三的和三易性三。坍三落度三法适三用于三骨料三最大三粒径三不大三于4三0㎜三，坍三落度三值不三小于三10三㎜的三混凝三土拌三合物三。根据三坍落三度的三不同三，可三将混三凝土三拌合三物分三为：大流三动性三混凝三土（三坍落三度大三于1三60三ｍｍ三）；流动三性混三凝土三（坍三落度三为1三00三～1三50三ｍｍ三）；塑性三混凝三土（三坍落三度为三50三～9三0ｍ三ｍ）三及低塑三性混三凝土三（坍三落度三为1三0～三40三ｍｍ三）。坍落三度值三小于三10三ｍｍ三的拌三合物三为干三硬性三混凝三土。(２三)维三勃稠三度法三（Ｖ三Ｂ法三）对干三硬性三的混三凝土三拌合三物通三常采三用维三勃稠三度仪三测定三其稠三度。三维勃三稠度三测试三方法三是：三在维三勃稠三度仪三上的三坍落三度筒三中按三规定三方法三装满三拌合三物，三垂直三提起三坍落三度筒三，在三拌合三物试三体顶三面放三一透三明圆三盘，三开启三振动三台，三同时三用秒三表计三时，三在透三明圆三盘的三底面三完全三为水三泥浆三所布三满的三瞬间三，停三止秒三表，三关闭三振动三台。三此时三可认三为混三凝土三混合三物已三密实三。读三出秒三表的三秒数三，称三为维三勃稠三度。三该法三适用三于粗三骨料三最大三粒径三不超三过4三0ｍ三ｍ，三维勃三稠度三在５三～3三0ｓ三之间三的混三凝土三拌合三物的三稠度三测定三。混凝三土拌三合物三流动三性按三维勃三稠度三大小三，可三分为4级：三超干三硬性三（≥31三s）；三特干三硬性三（30～21三s）；三干硬三性（20～11三s）；三半干三硬性三（10～5三s）。1.三3三和易三性的三选择混凝三土拌三合物三的坍三落度三，主三要依三据构三件截三面大三小，三钢筋三疏密三和捣三实方三法来三确定三。当三截面三尺寸三较小三或钢三筋较三密，三或采三用人三工插三捣时三，坍三落度三可选三择大三些。三反之三，如三构件三截面三尺寸三较大三，钢三筋较三疏，三或采三用振三动器三振捣三时，三坍落三度可三选择三小些三。表三6－三8.注：①上三表系三采用三机械三振捣三混凝三土时三的坍三落度三，采三用人三工捣三实其三值可三适当三增大三；②需三配制三泵送三混凝三土时三，应三掺外三加剂三，坍三落度三宜为三12三0～三18三0㎜。1.三4影三响和三易性三的因三素（１三）水三泥浆三的数三量在混三凝土三拌合三物中三，水三泥浆三包裹三骨料三表面三，填三充骨三料空三隙，三使骨三料润三滑，三提高三混合三料的三流动三性；三在水三灰比三不变三的情三况下三，单三位体三积混三合物三内，三随水三泥浆三的增三多，三混合三物的三流动三性增三大。三若水三泥浆三过多三，超三过骨三料表三面的三包裹三限度三，就三会出三现流三浆现三象，三这既三浪费三水泥三又降三低混三凝土三的性三能；三如水三泥浆三过少三，达三不到三包裹三骨料三表面三和填三充空三隙的三目的三，使三粘聚三性变三差，三流动三性低三，不三仅产三生崩三塌现三象，三还会三使混三凝土三的强三度和三耐久三性降三低。三混合三物中三水泥三浆的三数量三以满三足流三动性三要求三为宜三。（２三）水三泥浆三的稠三度水泥三浆的三稀稠三，取三决于三水灰三比的三大小三。水灰三比小三，水三泥浆三稠，三拌合三物流三动性三就小三，混三凝土三拌合三物难三以保三证密三实成三型。三若水三灰比三过大三，又三会造三成混三凝土三拌合三物的三粘聚三性和三保水三性不三良，三而产三生流三浆、三离析三现象三。水泥三浆的三数量三和稠三度取三决于三用水三量和三水灰三比。实际三上用三水量三是影三响混三凝土三流动三性最三大的三因素三。当三用水三量一三定时三，水三泥用三量适三当变三化（三增减三50三～1三00三㎏／三ｍ3）时三，基三本上三不影三响混三凝土三拌合三物的三流动三性，三即流三动性三基本三上保三持不三变。三由此三可知三，在三用水三量相三同的三情况三下，三采用三不同三的水三灰比三可配三制出三流动三性相三同而三强度三不同三的混三凝土三。塑性三混凝三土用三水量三可根三据骨三料的三品种三与规三格及三要求三的流三动性三，参三考下三表选三取（三水灰三比：三0.三40～0.三80三）。注：、①三本表三用水三量系三采用三中砂三时的三平均三取值三，采三用细三砂时三，每三立方三米混三凝土三用水三量可三增加三5三～三10三㎏，三采用三粗砂三则可三减少三5～三10三㎏。②掺三用各三种外三加剂三或掺三合料三时，三用水三量应三相应三调整三。(3三)三砂率砂率是指三混凝三土中三砂的三用量三占砂三、石三总用三量的三百分三率。ｍg0——每立三方米三混凝三土的三粗骨三料用三量（kg三）；ｍs0——每立三方米三混凝三土的三细骨三料用三量（kg三）；βs——砂率三